无线空中接口协议架构(6层之从下往上前三层)
1. 物理层PHY
1.1 物理层主要功能
1.传输信道的错误检测,并向高层提供指示
2.传输信道的纠错编码/译码、物理信道调制与解调
3.HARQ软合并
4.编码的传输信道向物理信道的映射
5.物理信道功率加权
6.频率与时间同步
7.无线特征测量,并向高层提供指示
8.MIMO天线处理、传输分集、波束赋形
9.射频处理
1.2下行物理信道
图1.1 下行物理信道一般处理流程
图1.2 各层下行信道映射
1.2.1下行物理信道及各信道功能
1.物理广播信道( PBCH ):承载广播信息,传输MIB信息(40ms),包含系统帧号,PHICH配置信息,下行链路带宽,天线配置;
2.物理下行共享信道( PDSCH ):承载下行业务数据,及各种SIB消息
3.物理组播信道( PMCH ):在支持MBMS(多媒体广播业务)业务时,用于承载多小区的广播信息
4.物理下行控制信道( PDCCH ): PDCCH承载调度以及其他控制信息,具体包含传输格式、资源分配、上行调度许可、功率控制以及上行重传信息
5.物理控制格式指示信道( PCFICH ):在固定位置,用于指示同一子帧中PDCCH占用的符号数信息
6.物理HARQ指示信道(PHICH):承载HARQ信息
1.2.2下行物理信号及各信号功能
1.CRS:用于除了不基于码本的波束赋行之外的所有下行传输技术的信道估计和相关解调,在0-3上发送
2.MBSFN-RS:适用于MBSFN的信道估计和相关解调,在天线口4上发送DRS(小区专用参考信号):用于除了不基于码本的波束赋行技术的信道估计和相关解调,参考信号与特定的移动台相对应,在5上传送
3.同步信号
(1)主同步信号:有0~2共3组,获得符号同步,时间同步;
(2)辅同步信号:有0~167共168个,获得帧同步及CP长度信息,通过主同步与辅同步信号可确定小区物理ID
1.3上行物理信道
1.3.1上行物理信道及各信道功能
1.物理上行共享信道( PUSCH ):用于承载上行的业务数据
2.物理上行控制信道( PUCCH ):在UE未分配PUSCH的情况下,L1/L2层的控制信令(比如说CQI,ACK,SR等)是通过PUCCH上传给eNodeB的
3.物理随机接入信道( PRACH ):用于UE随机接入时发送preamble信息
1.3.2上行物理信号及各信号功能
1.解调参考信号(DMRS):与PUSCH 和PUCCH关联,用作求取信道估计矩阵,帮助这两个信道做解调,可借助下图理解。
2.Sounding参考信号(SRS):与PUSCH 和PUCCH无关联,独立发射,拥有8中带宽配置,用于上行信道质量测量,计算上行信道的SINR,频率选择性调度,可借助下图理解
2.媒体访问控制协议MAC
2.1 MAC主要功能
MAC层提供给上层的业务主要包括:数据传送及无线资源分配。物理层提供给MAC层的业务包括:数据传送、HARQ反馈信令、调度请求信令以及测量。
其具体功能如下:
1.逻辑信道与传输信道之间的映射;
2.传输格式的选择,例如通过选择传输块大小、调制方案等作为输入参数提供给物理层;
3.一个UE或多个UE之间逻辑信道的优先级管理;
4.通过HARQ机制进行纠错;
5. RLC PDU的复用与解复用;
5.业务量的测量与上报。
2.2 MAC逻辑信道及各信道功能
1.广播控制信道BCCH: 广播系统控制信息
2**.寻呼控制信道PCCH**: 寻呼信息,网络不知道UE位置时使用
3.公共控制信道CCCH: UE与网络间传输控制信息,当UE没有和网络的RRC连接时使用该信道
4.多播控制信道MCCH: 从网络到UE的MBMS调度和控制信息传输使用的点到多点下行信道
5.专用控制信道DCCH: 专用控制信息的点到点双向信道,UE有RRC连接时使用
6.专用业务信道DTCH: 双向p2p信道,专用于一个UE传输用户信息
7.多播业务信道MTCH: 点到多点下行信道
3.无线链路控制协议RLC
eNB侧配置的RLC实体,与UE侧配置的RLC实体对应,RLC实体通过与高层的接口(SAP),传送或接收RLC SDU
RLC实体通过逻辑信道,传送或接收RLC PDU,存在两类RLC PDU:RLC data PDU和RLC control PDU
3.1 RLC主要功能
1.对上层PDU的传输支持AM、UM、TM模式数据传输
2.通过ARQ机制进行错误修正(CRC校验由物理层完成,针对AM数据,而HARQ是在MAC完成)
3.根据传输块大小进行动态分段(级联/分段/重装),针对UM和AM数据
重传时对PDU进行重分段,重分段的数目没有限制,针对AM数据
4.顺序上传上层的PDU(针对UM和AM数据,切换时除外)
5.重复检测(针对UM和AM数据)
6.底层协议错误检测与恢复
7.eNodeB和UE间的流量控制
8.SDU丢弃(针对UM和AM数据)
3.2 RLC的三种模式
1.确认(AM)模式:AM RLC通过逻辑信道DL/UL DCCH、DL/UL DTCH传送/接收RLC PDU
用于可靠性要求很高、分组长度可变的业务。对时延要求比较低,对丢包率的要求比较高。支持ARQ、分组的切割和串接。PDU头需要较长***、轮询比特、长度指示。如用于TCP业务、文件传输等
2.非确认(UM)模式:UM RLC通过逻辑信道DL/UL DCCH、DL/UL、DTCH、MCCH、MTCH传送和接收RLC PDU
用于可靠性要求不高的业务。支持分组的切割和串接、不支持ARQ。用于实时性要求很高的业务,如VOIP、视频业务。PDU头需要较短***、长度指示; 对时延要求比较高,对丢包率的要求比较低
3.透明™模式:通过BCCH、PCCH、DL/UL CCCH传送/接收RLC PDU
用于将高层分组直接传到下层,不封装RLC协议头。不分段,用于随机接入等,只承载控制平面的数据
3.3 RLC的特点
1.UM模式与TM模式承载的信道较少,功能实现简单
2.AM模式支持RLC SDU动态分段,现有2G/3G系统只支持固定分段
3.AM模式支持二次分段,现有2G/3G系统不支持
4.LTE的RLC支持流量控制功能,但是不再支持加密功能
4.总结
LTE的无线空中接口协议接口一共包含6层,从下往上分别是1.物理层PHY\ 2.媒体访问控制协议MAC\ 3.无线链路控制协议RLC\4.分组数据汇聚协议PDCP\5.无线资源控制(RRC)协议\6.NAS层。本片文章先介绍了底下三次的主要信道与功能,越往上层内容越复杂,下篇文章会进行详细说明,如果看到这里的小伙伴是先看到这篇文章认识我的,我建议可以先回头看我的上篇文章,概述了整个LTE无线侧的接口协议,并有直观的流程图说明信令流和数据流在各模块的途经过程~有什么疑问和不足还请多多包涵,我定会越来越棒哒谢谢大噶的支持,MUUUUUA